第一章 锅炉的基本知识.

锅炉基础知识及锅炉结构第一章锅炉基础知识第一节锅炉概述锅炉由“锅”和“炉”两个部分组成；“锅”是锅炉中盛水和汽的部分，他的作用是吸收“炉”放出来的热量，使水加热到一定的温度和压力（热水锅炉），或者转变为蒸汽（蒸气锅炉）。

“炉”是锅炉中燃烧燃料的部分，他的作用是尽量地把燃料的热能释放出来，传递给锅内介质，产生热量供“锅”吸收。

锅炉的分类方法，大体有以下几种：1、按用途分类：有电站锅炉，工业锅炉和生活用锅炉等；2、按输出介质分类：有蒸汽锅炉、热水锅炉和汽水两用锅炉等；3、按使用燃料分类：有燃油锅炉、燃煤锅炉和燃气锅炉等；4、按蒸发量分类：有小型锅炉（蒸发量小于20吨/时）中型锅炉（蒸发量20~75吨/时）大型锅炉（蒸发量大于75吨）等；5、按压力分类：有低压锅炉（工作压力小于等于2.5MPa）中压锅炉(工作压力大于等于3.8MPa，小于5.3MPa)高压锅炉(工作压力大于等于5.3MPa)等6、按锅炉结构形式分类：有水管锅炉（火包水）火管锅炉（水包火）等第二节锅炉参数表示锅炉工作特性的基本参数，主要有锅炉的出力、压力和温度三项。

1、锅炉出力锅炉出力又称锅炉容量，蒸汽锅炉用蒸发量表示，热水锅炉用供热量表示。

1.1 蒸发量蒸汽锅炉连续运行时每小时所产生蒸汽的数量。

用符号“D”表示，常用单位：吨/小时（t/h）。

锅炉马力（BHP），千瓦（Kw）；1吨/时=64马力=628Kw1.2 供热量热水锅炉连续运行时每小时出水有效带热量，用符号Q“表示”，常用单位：万大卡/时（104kal/h），千瓦（Kw），英热单位/时Btu/h；1万大卡/时=0.01163 Kw=39.7英热单位/时2、压力垂直均匀作用在物体表面上的力，称为压力。

用符号“F”表示，单位是牛顿；垂直作用在物体单位面积上的压力，称为压强，用符号“P”表示，单位是兆帕（MPa）。

在习惯上，常把压强称为压力，在工程技术上所提到的压力，实际上压强。

测量压力有2种标准：一种是以压力等于0作为测量起点，称为绝对压力；另一种是以当时当地的大气压作为测量起点，也就是压力表测出的压力数值，称为表压力或相对压力。

第一章：锅炉的工作原理锅炉的用途及工作原理锅炉是国民经济中重要的热能供应设备。

电力、机械、冶金、化工、纺织、造纸、食品等行业, 以及工业和民用采暖都需要锅炉供给大量的热能。

)锅炉是利用燃料燃烧释放出的热能或其他能量将工质( 中间载热体) 加热到一定参数的设备。

应用于加热水使之转变为蒸汽的锅炉称为蒸汽锅炉,也称为蒸汽发生器; 应用于加热水使之提高温度转变为热水的锅炉, 称为热水锅炉；而应用于加热有机热载体的锅炉称为有机热载体锅炉。

从能源利用的角度看,锅炉是一种能源转换设备。

在锅炉中,一次能源( 燃料) 的化学贮藏能通过燃烧过程转化为燃烧产物( 烟气和灰渣) 所载有的热能,然后又通过传热过程将热量传递给中间载热体( 例如水和蒸汽), 依靠它将热量输送到用热设备中去。

这种传输热量的中间载热体属于二次能源,因为它的用途就是向用能设备提供能量。

当中间载热体用于在热机中进行热一功转换时, 就叫做“工质“。

如果中间载热体只是向热设备传输、提供热量以进行热利用,则通常被称为“热媒“。

锅炉按其用途可以分为电站锅炉、工业锅炉、船舶锅炉和机车锅炉等四类。

前两类又称为固定式锅炉,因为是安装在固定基础上而不可移动的。

后两类则称为移动式锅炉。

本书介绍的是固定式工业锅炉。

在锅炉中进行着三个主要过程:1) 燃料在炉内燃烧,其化学贮藏能以热能的形式释放出来,使火焰和燃烧产物( 烟气和灰渣) 具有高温。

2) 高温火焰和烟气通过“受热面“向工质( 热媒) 传递热量。

3) 工质(热媒) 被加热,其温度升高或者汽化为饱和蒸汽,或再进一步被加热成为过热蒸汽。

以上三个过程是互相关联并且同时进行的,实现着能量的转换和传递。

伴随着能量的转换和转移还进行着物质的流动和变化:(1) 工质,例如给水( 或回水〉进入锅炉,最后以蒸汽( 或热水) 的形式供出。

(2) 燃料,例如煤进入炉内燃烧,其可燃部分燃烧后连同原含水分转化为烟气,其原含灰分则残存为灰渣。

第一章锅炉整体介绍第一节锅炉的整体概述一、机组组成简介WGZ2080/17.51-1型锅炉为武汉锅炉股份有限责任公司制造,属亚临界压力控制循环汽包炉，系采用四角切圆燃烧，单炉膛п型布置，一次中间再热，平衡通风，全钢构架，半露天布置，刮板捞渣机固态连续排渣。

燃烧器为四角切向布置，摆动式，水平浓淡型直流燃烧器，燃油装置由徐州燃控院/烟台龙源提供。

风烟系统采用豪顿华生产的容克式三分仓回转式预热器；引送一次风机均为轴流式，一次风机为上海鼓风机厂制造，引送风机为成都电力机械厂制造。

制粉系统采用沈阳重型机械厂制造的BBD4060型分离式双进双出钢球磨煤机；上海发电设备成套设计研究所生产的电子称重式皮带给煤机，属冷一次风机正压直吹式制粉系统。

水循环系统采用轴向旋流式分离式汽包；六根集中下降管上设有三台炉水循环泵；水冷壁管除冷灰斗部分和炉膛上部被墙式再热器覆盖的区域为光管外，其余区域的膜式壁和后水冷壁吊挂管均采用多头内螺纹管。

过热器为辐射—对流型，包括顶棚和包墙过热器、低温过热器、分隔屏过热器、后屏过热器和高温过热器，共5级过热器。

锅炉再热器系统共分三级，墙式再热器、屏式再热器和高温再热器。

汽温调节方式：过热蒸汽采用两级喷水减温；再热蒸汽采用摆动燃烧器辅以喷水减温。

电除尘器采用双室五电场，由山西电力环保设备厂提供；正压气力干除灰系统由镇江纽普兰气力输送有限公司提供。

采用北京博奇电力科技有限公司生产的全烟气量湿式石灰石／石膏法烟气脱硫装置。

二、锅炉的布置1、炉膛炉膛是由炉墙包围起来供燃料燃烧的立体空间。

WGZ2080/17.51-1型锅炉的炉墙四周由膜式水冷壁构成，炉顶为膜式顶棚过热器。

这种轻型炉墙易悬吊，并且能够自由膨胀。

炉膛的作用是保证燃料尽可能地燃烧，并使炉膛出口烟气温度冷却到对流受热面安全工作允许的温度。

为此，炉膛应有足够的空间，并布置足够的受热面。

此外，应有合理的形状和尺寸，以便于和燃烧器配合，组织炉内空气动力场，使火焰不贴壁、不冲墙、充满度高，壁面热负荷均匀。

《锅炉原理及计算(第三版)》的目录信息目录简介第三版前言第二版序言第一版前言主要符号第一篇锅炉基本知识第一章结论1-1锅炉在国民经济中的重要性1-2锅炉及其辅助设备的简介1-3锅炉型式简介1-4我国锅炉的容量及参数系列1-5我国锅炉制造工业及技术的发展第二章燃料及其燃烧产物2-1锅炉的燃料2-2煤的成分及煤的分类2-3煤的燃烧特性2-4煤的折算成分2-5油页岩、重油与煤气2-6燃料的理论空气量2-7固体和液体燃料的燃烧产物2-8气体燃料的燃烧产物2-9空气和燃烧产物、水蒸气的热物性参考文献第三章锅炉热平衡3-1锅炉热平衡的基本概念3-2燃料的热量3-3有效吸收热量3-4固体末完全燃烧损失3-5气体未完全燃烧损失3-6排烟损失3-7锅炉外部冷却损失3-8灰渣物理热损失3-9锅炉热平衡试验3-10锅炉设计中热平衡的估算3-11以高位发热量为准的锅炉热平衡计算参考文献第四章锅炉设计方案的选择、总体布置及锅炉设计的辅助计算4-1概述4-2锅炉蒸汽参数对锅炉蒸发受热面型式及受热面布置的影响4-3燃烧方法选择4-4锅炉的总体布置4-5锅炉的设计步骤4-6燃料数据的分析和整理4-7空气平衡4-8空气、烟气的体积和焓-温表4-9锅炉效率和燃料消耗量的估算参考文献第二篇燃料的燃烧和燃烧设备第五章燃烧理论5-1概述5-2燃烧过程中的化学反应原理5-3燃烧形式的分类与相互关系5-4气体燃料燃烧5-5液体燃料的燃烧5-6现代燃烧技术控制氮氧化物(NOX)生成的原理5-7固体燃料燃烧参考文献第六章煤气及油的燃烧6-1锅炉燃烧设备概述6-2煤气燃烧特性6-3煤气燃烧器6-4重油燃烧原理6-5重油的雾化6-6配风器的型式和原理6-7降低重油燃烧污染物的措施参考文献第七章煤的炉排燃烧7-1概述7-2播煤机翻转炉排7-3链条炉排7-4链条炉炉膛设计7-5播煤机倒转炉排参考文献第八章煤粉制备及煤粉燃烧设备8-1煤粉的燃烧8-2煤粉制备8-3煤粉燃烧器8-4炉膛热负荷的选用8-5液态排渣炉和旋风炉8-6低N()X燃烧器8-7水煤浆及其燃烧参考文献第九章循环流化床燃烧技术9-1概述9-2流态化基础知识9-3循环流化床锅炉9-4循环流化床的流动过程9-5循环流化床锅炉的燃烧9-6典型循环流化床锅炉简介参考文献第十章然烧污染物排放的控制和环境保护问题10-1概述10-2燃烧污染物与燃料的关系10-3氮氧化物(N0X)的生成机理和控制技术10-4二氧化硫(SO2)的生成机理和控制技术10-5除尘技术10-6关于其他燃烧污染物的生成与脱除参考文献第十一章炉膛设计及炉内传热11-1煤粉炉和油炉炉膛设计11-2链条炉炉膛设计11-3炉膛中辐射受热面的设计11-4炉内传热的基本概念11-5炉内传热相似理论解法11-6大容量锅炉的炉内传热计算11-7水冷壁灰污系数、热有效性系数及炉膛黑度11-8超大型锅炉炉膛的设计11-9炉内过程的数值计算11-10循环流化床燃烧室中的传热参考文献第三篇对流受热面的传热和受热面设计第十二章对流受热面的传热计算12-1对流受热面传热计算的基本概念12-2温压的计算12-3传热系数12-4烟气侧对流放热系数12-5灰污系数、热有效性系数和利用系数12-6烟气侧辐射放热系数12-7工质侧对流放热系数12-8对流受热面的传热计算12-9屏式受热面的传热计算12-10转向室的传热计算12-11锅炉的热力计算参考文献第十三章对流受热面的设计13-1对流蒸发管簇和凝渣管簇的设计13-2过热器的任务、基本型式及运行特性13-3过热蒸汽温度的调节13-4过热器的管壁温度和过热器受热面所用的钢材13-5过热器的热偏差13-6过热器的设计13-7再热器(中间过热器)的设计13-8省煤器的设计13-9空气预热器13-10管式空气预热器13-U回转式空气预热器13-12省煤器和空气预热器的配合13-13排烟温度的选择13-14对流受热面的腐蚀及其防止13-15对流受热面中的烟气流速13-16对流受热面的优化设计参考文献第四篇锅内过程第十四章蒸汽的净化14-1概述14-2排污及锅水品质14-3汽水分离14-4蒸汽的清洗14-5锅筒汽水分离元件的选择及布置参考文献第十五章自然循环锅炉的水循环15-1水循环的基本概念15-2下降管系统的压差及其计算15-3上升管系统的压差及其计算15-4不同循环系统的水循环解法15-5水循环的故障及其校验15-6多排管柬蒸发受热面的水循环计算及其稳定性分析15-7锅炉设计中保证水循环安全的措施参考文献第十六章强制循环锅炉及直流锅炉16-1强制循环锅炉16-2直流锅炉16-3直流锅炉受热面的流动特性16-4直流锅炉蒸发受热面的沸腾放热问题16-5直流锅炉炉膛辐射(蒸发)受热面的结构型式16-6直流锅炉的水力计算16-7直流锅炉的水工况16-8复合循环直流锅炉参考文献第十七章锅炉动态特性17-1锅炉动态特性的基本原理17-2锅筒锅炉的动态特性17-3过热器的动态特性17-4直流锅炉及单元机组的动态特性17-5锅炉部件典型动态环节及其特性参考文献第十八章锅炉的通风系统及空气动力计算18-1概述18-2锅炉烟、风道的流阻计算18-3锅炉受热面的流阻计算18-4自生通风力计算18-5送、吸风机的选择与调节参考文献第十九章锅炉受压元件强度计算19-1概述19-2受压元件钢材的强度性能19-3锅炉受压元件的热应力19-4锅炉受压元件的残余应力19-5锅炉钢材的种类19-6安全系数及许用应力19-7圆筒形受压元件的强度计算公式19-8孔的加强计算19-9圆筒体受压元件强度计算步骤19-10封头的强度计算参考文献第二十章锅炉的炉培和构架20-1锅炉炉墙及其结构20-2炉墙材料及其性能20-3炉墙的传热计算20-4锅炉构架和平台、扶梯第二十一章锅炉技术的发展趋势21-1推动锅炉技术发展的动力22-2锅炉在蒸汽参数和容量上的发展21-3燃气-蒸汽联合循环电站的锅炉21-4锅炉燃烧技术的发展21-5科学技术的发展促进了锅炉技术的发展21-6高温空气燃烧技术的应用参考文献附录Ⅰ361k9/s(130t/h)中参数燃煤锅炉的热力计算例题Ⅱ361k9/s(130t/h)中参数燃煤锅炉的水循环计算例题Ⅲ36lkg/s(130t/h)中参数燃煤锅炉空气动力计算例题Ⅳ36lkg/s(130t/h)中参数燃煤锅炉的强度计算例题Ⅴ国际单位制(SI)单位及其与工程单垃换算Ⅵ水蒸气、空气、烟气性质表及计算公式Ⅶ基本物理量及符号简介。

锅炉基本知识第⼀章锅炉基本知识第⼀节锅炉参数及容量锅炉的主要参数, 包括锅炉产⽣热能的数量和质量两个⽅⾯的指标。

如蒸汽锅炉的主要参数是⽣产蒸汽的数量和蒸汽的压⼒、温度, 热⽔锅炉的主要参数是热⽔的流量和热⽔的压⼒、温度。

⼀、压⼒压⼒是指垂直作⽤在单位⾯积上的⼒, 通常叫压⼒( 实际上是压强) 。

⽤符号p 表⽰, 单位是“MPa“。

锅炉的压⼒是根据所⽤⾦属材料在⼀定温度条件下的强度, 受压元件的⼏何形状以及受压特点等条件, 按照国家颁布的有关强度计算标准, 对各个受压元件分别进⾏壁厚计算, 然后从中选出⼀个所能承受的压⼒最低值, 作为这台锅炉的最⾼允许使⽤压⼒。

蒸汽锅炉内为什么会有压⼒呢? 这是因为锅炉内的⽔吸收热量后, 由液体状态变成⽓体状态, 体积膨胀。

由于锅筒是密闭容器, 蒸汽不能⾃由膨胀, ⽽被迫压缩在锅筒内, 因此对筒壁就产⽣压⼒。

热⽔锅炉压⼒主要由热⽔本⾝的压⼒造成的。

热⽔锅炉的⽔是由给⽔泵送⼊锅炉的, 给⽔泵的出⼝压⼒减去管道阻⼒就是锅炉的给⽔压⼒。

⼤⽓压⼒是指空⽓作⽤在地球表⾯上的质量⼒。

由于1m3空⽓在0 °C 时的质量为1.29kg, 所以地球上部的⼤⽓层对地球表⾯有⼀定的压⼒, 这个压⼒叫⼤⽓压⼒。

另外, 随着使⽤的场合不同, 度量压⼒的单位还有⽔银柱⾼度(mmHg 、⽔柱⾼度(mH20) 等, 其换算关系如下:0.0981MPa=0.9678 物理⼤⽓压=735.6mmHg=1OmH20=1kgf/cm2表压⼒是指以⼤⽓压⼒作为测量起点, 即压⼒表指⽰的压⼒。

表压⼒不是实际压⼒, 因为当压⼒表指针为零时, 实际上已受到周围⼀个⼤⽓压⼒的作⽤⼒, 所以压⼒表指的数值, 是指超过⼤⽓压⼒的部分。

绝对压⼒是指以压⼒为零作为测量起点的, 即实际压⼒。

其数值就是表压⼒加0.1013MPa( ⼤⽓压⼒) 。

表压⼒与绝对压⼒的关系:p绝= p表+(0.1013MPa) p表=p绝-(0.1013MPa)负压是指低于⼤⽓压⼒( 俗称真空) 。

锅炉基础知识第一章锅炉基础知识第一节概述一．锅炉的工作过程：锅炉是一种利用燃料燃烧后释放的热能或工业生产中的余热传递给容器内的水，使水达到所需要的温度（热水）或一定压力蒸汽的热力设备。

它是由“锅”（即锅炉本体水压部分）、“炉”（即燃烧设备部分）、附件仪表及附属设备构成的一个完整体。

锅炉在“锅”与“炉”两部分同时进行，水进入锅炉以后，在汽水系统中锅炉受热面将吸收的热量传递给水，使水加热成一定温度和压力的热水或生成蒸汽，被引出应用。

在燃烧设备部分，燃料燃烧不断放出热量，燃烧产生的高温烟气通过热的传播，将热量传递给锅炉受热面，而本身温度逐渐降低，最后由烟囱排出。

“锅”与“炉”一个吸热，一个放热，是密切联系的一个整体设备。

锅炉在运行中由于水的循环流动，不断地将受热面吸收的热量全部带走，不仅使水升温或汽化成蒸汽，而且使受热面得到良好的冷却，从而保证了锅炉受热面在高温条件下安全的工作。

二．锅炉参数：锅炉参数对蒸汽锅炉而言是指锅炉所产生的蒸汽数量、工作压力及蒸汽温度。

对热水锅炉而言是指锅炉的热功率、出水压力及供回水温度。

（一）蒸发量（D）蒸汽锅炉长期安全运行时，每小时所产生的蒸汽数量，即该台锅炉的蒸发量，用“D”表示，单位为吨/小时（t/h）。

（二）热功率（供热量Q）热水锅炉长期安全运行时，每小时出水有效带热量。

即该台锅炉的热功率，用“Q”表示，单位为兆瓦（MW），工程单位为104千卡/小时（104Kcal/h）。

（三）工作压力工作压力是指锅炉最高允许使用的压力。

工作压力是根据设计压力来确定的，通常用MPa来表示。

（四）温度温度是标志物体冷热程度的一个物理量，同时也是反映物质热力状态的一个基本参数。

通常用摄氏度即“t℃”。

锅炉铭牌上标明的温度是锅炉出口处介质的温度，又称额定温度。

对于无过热器的蒸汽锅炉，其额定温度是指锅炉额定压力下的饱和蒸汽温度；对于有过热汽的蒸汽锅炉，其额定温度是指过热汽出口处的蒸汽温度；对于热水锅炉，其额定温度是指锅炉出口的热水温度。

火力发电设备技术手册第一卷锅炉第一章：概述火力发电设备是利用化石燃料（如煤、油、天然气）的燃烧产生高温高压蒸汽，通过汽轮机转换为机械能，再由发电机将机械能转换为电能的设备。

其中，锅炉作为火力发电设备的核心部件，其运行质量和效率直接影响火力发电设备的能源利用效率和环保性能。

本手册以火力发电设备锅炉为主题，对锅炉的结构、工作原理、设计计算、运行调试、维护管理等方面进行了详尽的介绍和阐述，并涉及了锅炉与其他部件之间的配合和协作，旨在帮助读者深入了解火力发电设备锅炉的相关知识和技术要点。

第二章：锅炉结构火力发电设备锅炉包括水力学（自然循环、强制循环）、燃烧系统、废气处理系统、给水系统、汽疏系统、热工计算与设备结构、电气控制及仪表系统等多个方面的内容。

其中，自然循环锅炉主要由炉膛、受热面、烟气道等组成；强制循环锅炉在自然循环锅炉的基础上增加了循环泵、巡回水箱、水冷壁等部件。

第三章：锅炉工作原理锅炉工作原理可简单概括为：燃料通过燃烧产生高温高压气体，进入受热面，将水变成蒸汽，经过排汽局部后，利用汽轮机将热能转化为机械能，最终由发电机将机械能转化为电能，并通过变压器升压输出到电网中。

第四章：锅炉热工计算锅炉的热工计算是锅炉设计的基础，主要包括热力计算、热工水力计算和结构计算。

其中，热力计算主要涉及燃烧和传热过程的计算，热工水力计算主要是确定锅炉的水循环、蒸汽流量和温度等参数，而结构计算主要针对锅炉的材料和设计要求进行计算。

第五章：锅炉运行调试锅炉运行调试是保证火力发电设备正常运转的重要环节。

锅炉运行调试主要包括锅炉的试运行、调试、检查和试验，主要涉及锅炉的燃烧控制、水循环、排污、水处理、汽轮机保护控制等方面。

第六章：锅炉维护管理锅炉的维护管理包括对锅炉各部位的定期检查、保养和维修，以保证锅炉的安全和可靠运行。

锅炉维护管理主要包括锅炉设备的日常维修、定期检查和维护、设备的排污和化学水处理等方面。

结语：火力发电设备锅炉是火力发电设备的核心部件，是保证火力发电设备工作质量和效率的关键。

电厂锅炉原理第一章 绪论一、名词解释1.锅炉的主要参数：锅炉容量（锅炉的蒸发量，是指每小时所产生的蒸汽量）蒸汽参数（锅炉出口处的压力和温度）给水温度（给水灾省煤器入口处的温度）2.锅炉额定蒸发量：蒸汽锅炉在额定蒸汽参数，额定给水温度，使用设计燃料并保证效率是多规定的蒸汽产量。

二、填空题1.会理发电厂的三大主要设备为锅炉、汽轮机、发电机。

三、判断题1.电站锅炉燃烧的煤粉是由磨煤机制成的。

（√）四、问答题1.电站锅炉本体由哪些部件组成？答：其组成主要包括“炉”和“锅”两部分。

“炉”主要包括炉膛、燃烧器、空气预热器、烟道和钢架等。

“锅”主要包括汽包、下降管、水冷壁、过热器、再热器和省煤器等受热面。

2.多大机组陪多大锅炉？30万机组配1000t/h ，60万机组配2000t/h 。

3.火力发电厂中存在几次能量转换？各在什么设备中完成？答：火力发电厂存在着三次能量转换，其中在锅炉中燃烧的化学能转化为蒸汽的热能，在汽轮机中蒸汽的热能转化为轴的机械能，在发电机中的机械能转化为电能。

第二章 锅炉燃料一、名词解释1.高位发热量gr Q ：单位量燃料完全燃烧，而燃烧产物中的水蒸汽全部凝结成水时所放出的全部热量，称为燃料的高位发热量。

低位发热量net Q ：单位燃料完全燃烧，而燃烧产物中的水蒸汽全部保持蒸汽状态时所放出的全部热量。

2.标准煤：规定收到基低位发热量net Q =29270kJ/kg 的煤。

3.折算成分：指燃料对应于每4182kJ/kg 收到基低位发热量的成分。

4.煤灰熔融性：在规定条件下随加热温度的变化灰的变形、软化、流动等物理状态的变化特性。

5.灰熔点：是固体燃料中的灰分，达到一定温度以后，发生变形，软化和熔融时的温度。

二、填空题1.煤的元素分析法测定煤的组成成分有C 、H 、O 、N 、S 、M （水分）、A （灰分），其中C 、H 、S 是可燃成分，S 、M 、A 是有害成分。

2.煤的工业分析成分有水分、挥发分、固定碳和灰分。